JP3182232B2 - 有機半導体固体電解コンデンサ - Google Patents
有機半導体固体電解コンデンサInfo
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- solid electrolytic
- semiconductor solid
- electrolytic capacitor
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はＴＣＮＱ錯塩などの有機
半導体を電解質に用いた有機半導体固体電解コンデンサ
の改良に関する。
半導体を電解質に用いた有機半導体固体電解コンデンサ
の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】電解質としてＴＣＮＱ塩を用いた有機半
導体固体電解コンデンサに関しては、本願出願人が既に
種々提案している。すなわち、特開昭５８−１９１４１
４号（Ｈ０１Ｇ ９／０２）等に開示されているＮ位を
アルキル基で置換したイソキノリンとのＴＣＮＱ塩を用
いた有機半導体固体電解コンデンサは、特に優れた高周
波特性を持っているため、スイッチング電源用などに広
く採用されている。
導体固体電解コンデンサに関しては、本願出願人が既に
種々提案している。すなわち、特開昭５８−１９１４１
４号（Ｈ０１Ｇ ９／０２）等に開示されているＮ位を
アルキル基で置換したイソキノリンとのＴＣＮＱ塩を用
いた有機半導体固体電解コンデンサは、特に優れた高周
波特性を持っているため、スイッチング電源用などに広
く採用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】然し乍ら、有機半導体
固体電解コンデンサは、液体の電解質を用いたアルミニ
ウム乾式電解コンデンサに比べ、陽極酸化あるいは陽極
化成によって形成された弁金属の酸化被膜の修復性が弱
く、漏れ電流が増大する恐れがある。
固体電解コンデンサは、液体の電解質を用いたアルミニ
ウム乾式電解コンデンサに比べ、陽極酸化あるいは陽極
化成によって形成された弁金属の酸化被膜の修復性が弱
く、漏れ電流が増大する恐れがある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明では、陽極箔と陰極箔とをセパレータ紙を介
して巻回したコンデンサ素子に融解液化可能なＴＣＮＱ
錯塩を含浸してなる有機半導体固体電解コンデンサにお
いて、ＴＣＮＱ錯塩にパーフルオロアルキルスルホン酸
塩を添加したことを特徴とする有機半導体固体電解コン
デンサを提供せんとするものである。
め、本発明では、陽極箔と陰極箔とをセパレータ紙を介
して巻回したコンデンサ素子に融解液化可能なＴＣＮＱ
錯塩を含浸してなる有機半導体固体電解コンデンサにお
いて、ＴＣＮＱ錯塩にパーフルオロアルキルスルホン酸
塩を添加したことを特徴とする有機半導体固体電解コン
デンサを提供せんとするものである。
【０００５】
【作用】上記の如く構成したので、有機半導体固体電解
コンデンサにおける漏れ電流が減少する。
コンデンサにおける漏れ電流が減少する。
【０００６】
【実施例】以下、図面を参照しつつ本発明の実施例につ
いて詳述する。図１は本発明にて使用されるコンデンサ
素子を示している。まず、高純度（９９．９９％以上）
のアルミニウム箔を化学的処理により粗面化し、実効表
面積を増加させるためのいわゆるエッチング処理を行
う。
いて詳述する。図１は本発明にて使用されるコンデンサ
素子を示している。まず、高純度（９９．９９％以上）
のアルミニウム箔を化学的処理により粗面化し、実効表
面積を増加させるためのいわゆるエッチング処理を行
う。
【０００７】次に電解液中にて、電気化学的にアルミニ
ウム箔表面に酸化被膜（酸化アルミニウムの薄膜）を形
成する（化成処理）。
ウム箔表面に酸化被膜（酸化アルミニウムの薄膜）を形
成する（化成処理）。
【０００８】そしてエッチング処理、化成処理を行った
アルミニウム箔を陽極箔１とし、対向陰極箔２との間に
セパレータ紙３としてマニラ紙をはさみ、図１に示すよ
うに円筒状に巻き取る。
アルミニウム箔を陽極箔１とし、対向陰極箔２との間に
セパレータ紙３としてマニラ紙をはさみ、図１に示すよ
うに円筒状に巻き取る。
【０００９】このように、アルミニウム箔に酸化被膜を
形成した陽極箔１と陰極箔２との両電極箔間にセパレー
タ紙３を巻回して、コンデンサ素子６が形成される。
尚、４、５はリード線である。
形成した陽極箔１と陰極箔２との両電極箔間にセパレー
タ紙３を巻回して、コンデンサ素子６が形成される。
尚、４、５はリード線である。
【００１０】さらにコンデンサ素子６に熱処理を施し、
セパレータ紙３を構成するマニラ紙を炭化することによ
って、繊維の細径化による密度の低下を図る。なお、セ
パレータ紙として、マニラ紙をあらかじめ所定の温度と
時間（例えば２４０℃、４０分）で熱処理を施して炭化
したものや、カーボン不織布を用い、陽極箔と陰極箔と
の間にはさんで巻回してもよい。
セパレータ紙３を構成するマニラ紙を炭化することによ
って、繊維の細径化による密度の低下を図る。なお、セ
パレータ紙として、マニラ紙をあらかじめ所定の温度と
時間（例えば２４０℃、４０分）で熱処理を施して炭化
したものや、カーボン不織布を用い、陽極箔と陰極箔と
の間にはさんで巻回してもよい。
【００１１】次に、ＴＣＮＱ塩（例えば、Ｎ，ｎ−ブチ
ルイソキノリンＴＣＮＱ2 ）とその錯塩の１重量部のパ
ーフルオロアルキルスルホン酸塩（例えばパーフルオロ
オクチルスルホン酸リチウム）を均一になるように混合
し、それを図２に示す金属（アルミ）ケース７内に収納
した後、約３００℃の温度で融解液化させる。同図にお
ける８がＴＣＮＱ塩とパーフルオロアルキルスルホン酸
塩の混合物を示している。
ルイソキノリンＴＣＮＱ2 ）とその錯塩の１重量部のパ
ーフルオロアルキルスルホン酸塩（例えばパーフルオロ
オクチルスルホン酸リチウム）を均一になるように混合
し、それを図２に示す金属（アルミ）ケース７内に収納
した後、約３００℃の温度で融解液化させる。同図にお
ける８がＴＣＮＱ塩とパーフルオロアルキルスルホン酸
塩の混合物を示している。
【００１２】そして、予め予熱していた化成炭化処理済
み（前述の如くセパレータ紙を炭化させている）のコン
デンサ素子６をケース７内に挿入し、融解液化したＴＣ
ＮＱ塩とパーフルオロアルキルスルホン酸塩との混合液
をコンデンサ素子６に含浸し、急冷する。
み（前述の如くセパレータ紙を炭化させている）のコン
デンサ素子６をケース７内に挿入し、融解液化したＴＣ
ＮＱ塩とパーフルオロアルキルスルホン酸塩との混合液
をコンデンサ素子６に含浸し、急冷する。
【００１３】その後、エポキシ樹脂９にてケース開口部
を封止する。最後に電圧処理（エージング）を行って、
目的とするコンデンサを完成させる。
を封止する。最後に電圧処理（エージング）を行って、
目的とするコンデンサを完成させる。
【００１４】下表は、ＴＣＮＱ錯塩にパーフルオロアル
キルスルホン酸塩を添加したコンデンサと、従来のパー
フルオロアルキルスルホン酸塩を添加していないコンデ
ンサにおいて、電圧処理（エージング）後の漏れ電流値
を比較したものである。
キルスルホン酸塩を添加したコンデンサと、従来のパー
フルオロアルキルスルホン酸塩を添加していないコンデ
ンサにおいて、電圧処理（エージング）後の漏れ電流値
を比較したものである。
【００１５】
【表１】
【００１６】上表において、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）
は、定格２０Ｖ・１００μＦのコンデンサであり、
（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｆ）は、、定格１０Ｖ・２２０μＦ
のコンデンサである。
は、定格２０Ｖ・１００μＦのコンデンサであり、
（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｆ）は、、定格１０Ｖ・２２０μＦ
のコンデンサである。
【００１７】そして、前記（Ａ）、（Ｂ）、（Ｄ）、
（Ｅ）は、ＴＣＮＱ錯塩にパーフルオロアルキルスルホ
ン酸塩を添加した本発明のコンデンサであり、（Ａ）及
び（Ｄ）は、パーフルオロアルキルスルホン酸塩とし
て、パーフルオロオクチルスルホン酸リチウムを使用
し、（Ｂ）及び（Ｅ）は、パーフルオロオクチルスルホ
ン酸カルシウムを使用したものである。さらに（Ｃ）及
び（Ｆ）は、ＴＣＮＱ錯塩のみを使用した従来のコンデ
ンサである。
（Ｅ）は、ＴＣＮＱ錯塩にパーフルオロアルキルスルホ
ン酸塩を添加した本発明のコンデンサであり、（Ａ）及
び（Ｄ）は、パーフルオロアルキルスルホン酸塩とし
て、パーフルオロオクチルスルホン酸リチウムを使用
し、（Ｂ）及び（Ｅ）は、パーフルオロオクチルスルホ
ン酸カルシウムを使用したものである。さらに（Ｃ）及
び（Ｆ）は、ＴＣＮＱ錯塩のみを使用した従来のコンデ
ンサである。
【００１８】尚、漏れ電流は、定格電圧印加１分後の値
であり、試料コンデンサの各１０個の平均値を示してい
る。
であり、試料コンデンサの各１０個の平均値を示してい
る。
【００１９】表１からよく分かるように、本発明のコン
デンサである（Ａ）、（Ｂ）、（Ｄ）、（Ｅ）において
は、従来のコンデンサである（Ｃ）及び（Ｆ）に比べ、
漏れ電流が大幅に減少していることが分かる。
デンサである（Ａ）、（Ｂ）、（Ｄ）、（Ｅ）において
は、従来のコンデンサである（Ｃ）及び（Ｆ）に比べ、
漏れ電流が大幅に減少していることが分かる。
【００２０】このことから、ＴＣＮＱ錯塩にパーフルオ
ロアルキルスルホン酸塩を添加することで、陽極酸化あ
るいは陽極化成によって設けられた弁金属の酸化被膜の
修復性が向上することがうかがえる。
ロアルキルスルホン酸塩を添加することで、陽極酸化あ
るいは陽極化成によって設けられた弁金属の酸化被膜の
修復性が向上することがうかがえる。
【００２１】次に、ＴＣＮＱ錯塩にパーフルオロアルキ
ルスルホン酸塩を添加することによる作用について考察
する。ＴＣＮＱ錯塩は、コンデンサ素子への含浸時に若
干分解することが予想され、その際には、分子から何ら
かのラジカルが放出され、それが連鎖反応を誘起し、急
激にＴＣＮＱ錯塩の分解を進めていくものと考えられ
る。
ルスルホン酸塩を添加することによる作用について考察
する。ＴＣＮＱ錯塩は、コンデンサ素子への含浸時に若
干分解することが予想され、その際には、分子から何ら
かのラジカルが放出され、それが連鎖反応を誘起し、急
激にＴＣＮＱ錯塩の分解を進めていくものと考えられ
る。
【００２２】パーフルオロアルキルスルホン錯塩は、こ
のようなラジカルを補足し、連鎖反応の停止剤として作
用し、ＴＣＮＱ錯塩の分解を抑制するものと思われ、こ
れによって漏れ電流が低減するものと推測できる。
のようなラジカルを補足し、連鎖反応の停止剤として作
用し、ＴＣＮＱ錯塩の分解を抑制するものと思われ、こ
れによって漏れ電流が低減するものと推測できる。
【００２３】ところで、パーフルオロアルキル基におけ
る硫黄原子に直接結合している炭素原子は、極度に分極
した状態にあるが、α位、β位、γ位と進むにつれて、
この官能基の影響が次第に減少していく。σ結合に対し
て電子の分極がその影響を伝達していくわけである。
る硫黄原子に直接結合している炭素原子は、極度に分極
した状態にあるが、α位、β位、γ位と進むにつれて、
この官能基の影響が次第に減少していく。σ結合に対し
て電子の分極がその影響を伝達していくわけである。
【００２４】本発明は、炭素が８個直鎖状に結合した場
合に、その分子全体の電子状態がＴＣＮＱ錯塩に対して
より有効に働く（漏れ電流を低減させる）ことを実験的
に確認したものである。
合に、その分子全体の電子状態がＴＣＮＱ錯塩に対して
より有効に働く（漏れ電流を低減させる）ことを実験的
に確認したものである。
【００２５】また、陽性の特に強い元素であるアルカリ
金属、アルカリ土類金属を用いることで、パーフルオロ
アルキルスルホン酸塩分子全体のイオン性を高め、ＴＣ
ＮＱ錯塩に対する化学的な作用を強めるものである。
金属、アルカリ土類金属を用いることで、パーフルオロ
アルキルスルホン酸塩分子全体のイオン性を高め、ＴＣ
ＮＱ錯塩に対する化学的な作用を強めるものである。
【００２６】中でも、特に陽性の強いリチウム、カルシ
ウムを用いることで、分子全体のイオン結合性の強化を
図り、もって電荷移動により分極したＴＣＮＱ錯塩に対
する化学的な作用をより強くするものである。
ウムを用いることで、分子全体のイオン結合性の強化を
図り、もって電荷移動により分極したＴＣＮＱ錯塩に対
する化学的な作用をより強くするものである。
【００２７】
【発明の効果】以上、詳述した如く本発明に依れば、陽
極箔と陰極箔とをセパレータ紙を介して巻回したコンデ
ンサ素子に融解液化可能なＴＣＮＱ錯塩を含浸してなる
有機半導体固体電解コンデンサにおいて、ＴＣＮＱ錯塩
にパーフルオロアルキルスルホン酸塩を添加したので、
従来のコンデンサに比べ、漏れ電流の極めて少ない有機
半導体固体電解コンデンサを提供することができる。
極箔と陰極箔とをセパレータ紙を介して巻回したコンデ
ンサ素子に融解液化可能なＴＣＮＱ錯塩を含浸してなる
有機半導体固体電解コンデンサにおいて、ＴＣＮＱ錯塩
にパーフルオロアルキルスルホン酸塩を添加したので、
従来のコンデンサに比べ、漏れ電流の極めて少ない有機
半導体固体電解コンデンサを提供することができる。
【図１】本発明に用いるコンデンサ素子を示す斜視図。
【図２】本発明の有機半導体固体電解コンデンサの側断
面図。
面図。
１ 陽極箔 ２ 陰極箔 ３ セパレータ紙 ４、５ リード線 ６ コンデンサ素子 ７ ケース（アルミ） ８ ＴＣＮＱ錯塩とパーフルオロアルキルスルホン
酸塩の混合物 ９ エポキシ樹脂
酸塩の混合物 ９ エポキシ樹脂
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01G 9/02 - 9/02 331
Claims (6)
- 【請求項１】 陽極箔と陰極箔とをセパレータ紙を介し
て巻回したコンデンサ素子に融解液化可能なＴＣＮＱ錯
塩を含浸してなる有機半導体固体電解コンデンサにおい
て、ＴＣＮＱ錯塩にパーフルオロアルキルスルホン酸塩
を添加したことを特徴とする有機半導体固体電解コンデ
ンサ。 - 【請求項２】 前記パーフルオロアルキルスルホン酸塩
はパーフルオロアルキルの原子団の炭素が直鎖状に８個
結合したものであることを特徴する請求項１記載の有機
半導体固体電解コンデンサ。 - 【請求項３】 前記パーフルオロアルキルスルホン酸塩
はアルカリ金属塩であることを特徴とする請求項１記載
の有機半導体固体電解コンデンサ。 - 【請求項４】 前記パーフルオロアルキルスルホン酸塩
はリチウム塩であることを特徴とする請求項１記載の有
機半導体固体電解コンデンサ。 - 【請求項５】 前記パーフルオロアルキルスルホン酸塩
はアルカリ土類金属塩であることを特徴とする請求項１
記載の有機半導体固体電解コンデンサ。 - 【請求項６】 前記パーフルオロアルキルスルホン酸塩
はカルシウム塩であることを特徴とする請求項１記載の
有機半導体固体電解コンデンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29995392A JP3182232B2 (ja) | 1992-11-10 | 1992-11-10 | 有機半導体固体電解コンデンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29995392A JP3182232B2 (ja) | 1992-11-10 | 1992-11-10 | 有機半導体固体電解コンデンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06151256A JPH06151256A (ja) | 1994-05-31 |
| JP3182232B2 true JP3182232B2 (ja) | 2001-07-03 |
Family
ID=17878959
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29995392A Expired - Fee Related JP3182232B2 (ja) | 1992-11-10 | 1992-11-10 | 有機半導体固体電解コンデンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3182232B2 (ja) |
-
1992
- 1992-11-10 JP JP29995392A patent/JP3182232B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06151256A (ja) | 1994-05-31 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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